文档介绍：该【纳米薄膜的外延生长 】是由【相惜】上传分享，文档一共【30】页，该文档可以免费在线阅读，需要了解更多关于【纳米薄膜的外延生长 】的内容，可以使用淘豆网的站内搜索功能，选择自己适合的文档，以下文字是截取该文章内的部分文字，如需要获得完整电子版，请下载此文档到您的设备，方便您编辑和打印。第六章外延生长〔EpitaxialGrowth〕整理ppt外延生长〔EpitaxialGrowth〕工艺■?概述■?气相外延生长的热动力学■?外延层的掺杂与缺陷■?硅气相外延工艺■?小结参考资料:?微电子制造科学原理与工程技术?第14章〔电子讲稿中出现的图号是该书中的图号〕整理ppt外延层界面衬底一、概述按衬底晶相延伸生长的新生单晶薄层——外延层。长了外延层的衬底——外延片。同质外延:异质外延:■掺入杂质可改变外延层的电学特性。■交替生长不同的外延层可制作超晶格结构。1、外延工艺的定义:在单晶衬底上生长单晶薄膜的技术。2、外延工艺的分类:(1)按材料整理ppt三种外延工艺的示意图(2)按晶格畸变程度整理ppta.?气相外延工艺〔Vpor-PhaseEpitaxy〕b.?液相外延工艺〔Liquid-PhaseEpitaxy〕超高真空蒸发3、外延层的作用:独立控制薄膜晶体结构〔组分〕、厚度、杂质种类及掺杂分布(1)双极工艺:器件隔离、解决集电极高击穿电压与串连电阻的矛盾(2)CMOS工艺:减小闩锁〔Latch-up〕效应(3)GaAs工艺:形成特定的器件结构层(4)其他:制作发光二极管、量子效应器件等d.?其他:RTCVD外延、UHVCVD外延、离子束外延等等c.?分子束外延〔MolecularBeamEpitaxy〕(3)按工艺原理整理ppt二、气相外延生长的热动力学与氧化模型类似,假设粒子穿过气体边界层的流量与薄膜生长外表化学反响消耗的反响剂流量相等。其中,hg是质量传输系数,Ks是外表反响速率系数,Cg和Cs分别是气流中和圆片外表的反响剂浓度。外延薄膜生长速率可写为:其中,N是硅原子密度〔5×1023cm-3〕除以反响剂分子中的硅原子数。Ks>>hg时,R由气相质量传输决定Ks<<hg时,R由外表反响速率决定〔以硅外延为例〕1、Deal模型:整理ppt1)Deal模型是一个半定量模型,但它将外延生长过程过于简单化处理:,、影响外延生长〔促进或阻碍〕的过程例如:在Si-H-Cl系统〔SiH2Cl2+H2〕中,I〕SiCl2、SiCl4、SiH2等含硅粒子在衬底外表的形成过程会阻碍硅外延层的生长;II〕Cl的存在会刻蚀吸附在衬底外表的硅原子或衬底外表本身的硅原子。2)因此,需要采用与CVD技术中类似的方法,通过将VPE过程分成几个连续步骤,来建立描述VPE的更精确的模型。说明整理ppt6〕反响副产物的解吸附。1)VPE步骤包括:1〕气相分解;3〕吸附;2〕传输到硅片外表;4〕扩散;5〕分解;2、连续步骤模型描述生长过程的更精确的模型注意:VPE中的每一步骤都可能影响外延生长的速率,其中进行得最慢的一步是关键限制因素。:优点:可在低温下进行反响?缺点:气相成核严重,:随SiH4分气压提高而急剧上升。当气相中形成的硅固体颗粒尺寸很小时,由于其外表能量高而极不稳定,因此,尺寸小于某个临界值的颗粒会发生收缩而消失。2)硅烷热分解〔600~800℃〕中的同质化学反响整理ppt该临界尺寸可写为:其中,U是外表的界面自由能,V是原子体积,σ0是反响剂的分气压与平衡气压的比值〔称为饱和度〕。I)气相中颗粒的产生限制了工艺温度下SiH4的最大分气压。一般采用H2将SiH4稀释到1%~5%。II)一般的硅外延工艺采用H2稀释SiHxCl4-x〔x=1,2,3〕作为馈气。含Cl越少,工艺温度越低。目前最常用的反响源是SiH2Cl2。结论最先使用的SiCl4的反响温度在1150℃以上,已经不再使用。整理ppt